CN105940476B - 切换触头和制造切换触头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于接触器和继电器的切换触头(1)，其包括弹簧元件(11、12)和通过材料结合而连接至该弹簧元件(11、12)的接触元件(13)。此外，本发明涉及制造切换触头(1)的方法，特别地用在接触器和继电器中，其由弹簧元件(11、12)和接触元件(13)构成，弹簧元件(11、12)和接触元件(13)通过材料结合而连接至彼此。为了制造可尽可能微型化的弹簧元件(11、12)和接触元件(13)之间的稳定连接，根据本发明设置为使得，切换触头(1)包括至少两层(9、10)，抵靠第一层(9)搁置的接触元件(13)通过材料结合而连接至附加层(10)。

Description

切换触头和制造切换触头的方法

技术领域

本发明涉及用于接触器和继电器的切换触头，其包括弹簧元件和通过材料结合(material bonding)连接至该弹簧元件的接触元件。

此外，本发明涉及制造切换触头的方法，特别地用在接触器和继电器中，其由弹簧元件和接触元件构成，弹簧元件和接触元件通过材料结合而连接至彼此。

背景技术

切换触头和用于制造上述类型的切换触头的方法由现有技术已知。切换触头总是紧固至支架且与支架形成触头组件，所述触头组件在电切换设备(诸如继电器或接触器)中执行切换功能。切换设备具有驱动装置，其通过促动部件移动切换触头组件或切换触头，以便使紧固至促动部件的接触元件以导电的方式与计数接触元件接触，或使其从计数接触元件释放。

特别地，在用于计数应用的继电器(所谓的“计数继电器”)中，对切换触头的载流能力具有高需求。在切换触头组件内，电流通常从支架或模制到支架的电连接件经由弹簧元件传递到接触元件、且从这里传递到计数接触元件。为此目的，接触元件通常关于其电传递特性被优化。相反，弹簧元件关于其施加的弹性力被优化，以便能够将接触元件从计数接触元件释放，例如仅通过这些弹性力，而没有使用促动装置的沿与切换方向反向的方向的力。为了优化弹簧元件的弹性力，弹簧元件通常由带足够导电性的具有最佳弹簧特性的材料被制造，即，期望的弹簧刚性和坚固性，所述材料诸如CuCrSiTi。

为了确保弹簧元件和接触元件之间的最佳电流传递，弹簧元件和接触元件应尽可能牢固地连接至彼此。但是，特别地，在一直以来使切换触头组件微型化的努力方面，越来越难制造弹簧元件和接触元件之间的足够稳定的连接。作为铆钉连接的替换，在切换连接件中，单层弹簧元件可例如焊接到接触元件。与铆钉连接相比，焊接的优势在于，焊接连接中的电传递电阻较小，且这还反映在热优势中，且这还意味着，弹簧元件和接触元件之间的连接的热行为在长期更稳定。但是，焊接至今还没有与多层使用，即涂覆的弹簧元件，因为层的连接所期望的准确度现在仅通过铆钉连接实现。

发明内容

考虑从现有技术已知的切换触头的上述问题，本发明的目的在于提供一种多层弹簧元件和接触元件之间的稳定的连接，其能够尽可能微型化。

对于最初提到的切换触头，该目的根据本发明实现，因为切换触头包括至少两层，接触元件抵靠第一层搁置，且通过材料结合而连接到附加层。

在最初提到的方法中，根据本发明实现了该目的，因为抵靠第一层搁置的接触元件通过材料连接至至少一个另一层。

一开始看起来简单的这些方案的优势在于，形成接触元件和弹簧元件之间的紧密连接，其具有大的稳定性、坚固性和非常好的导电性。所述至少一个另一层可通过弹簧元件形成，该弹簧元件抵靠形成第一层的弹簧元件搁置。层可分别形成，例如至少部分地通过弹簧元件。弹簧元件可具有：紧固部分，用于将弹簧元件紧固在切换触头组件中或紧固到其支架上；接触部分，用于支撑接触元件；和布置在之间的弹簧部分；另外还有促动部分，电切换设备的促动装置可在该促动部分上将切换力传递至切换触头。两层可通过第一弹簧元件和附加的弹簧元件形成，第一弹簧元件能够布置在接触元件和焊接到该接触元件的附加弹簧元件之间。由此，可容易地实现切换触头的两层、板簧类型的构造。换句话说，切换触头可以以三明治构造被构造，第一弹簧元件或第一层布置在接触元件和附加弹簧元件或附加层之间。接触元件可被钎焊到至少一个层或其中一个弹簧元件，例如，焊料层至少部分地施加到要连接至彼此的表面(例如，Sil Fos层)，以便获得最稳定的硬钎焊。

根据本发明的方案可任意地组合，且通过以下各自具有优势的额外的实施例进一步改进：

接触元件可穿过在第一层或第一弹簧元件中的开口。模制到接触元件上的至少一个突出部可穿过在第一层中或在第一弹簧元件上模制到附加层或附加弹簧元件的开口。由此，可特别容易地建立接触元件和附加层或附加弹簧元件之间的连接，第一层或第一弹簧元件可被固定在接触元件和附加弹簧元件之间。开口和突出部可彼此互补的形成。

突出部可形成为肋，且开口可形成为槽。肋可简单地穿过槽，且有助于保证弹簧元件和接触元件之间沿肋的纵向延伸方向的最稳定且最导电的连接，肋的纵向延伸方向例如对应于接触元件和/或接触部分的宽度或长度。

接触元件可焊接到第一层或第一弹簧元件。替换地或附加地，接触元件可被钎焊到第一层或第一弹簧元件，例如如上面已经提到的，硬钎焊通过至少部分地施加焊料层而实现。接触元件可被焊接到第一层或第一弹簧元件和附加层或附加弹簧元件二者，通过其，可实现这些部件之间的最紧密和紧凑的互连，和因此实现切换触头的高稳定性。

模制到接触元件上的附加突出部可焊接到第一层或第一弹簧元件。附加突出部可构造为附加焊接肋。在最坏的情况下，如果当制造附加突出部至第一层或第一弹簧元件的切换触头焊接没有发生时，至少可实现第一层或第一弹簧元件到邻近的附加突出部的一些紧固夹持。

接触元件可沿至少一个焊缝焊接到至少一层或至少一个接触弹簧，所述焊缝大体平行于切换触头或其层或弹簧触头的纵向轴线。焊接可由此尽可能按照特别且局部限定地那样实施，且可最小化对弹簧元件的材料的影响。替换地或附加地，焊缝可横向于纵向方向延伸。但是，该类型的延伸是有问题的，其可限定预确定的破坏点或导致一定的凹槽效果。

在最初提到的方法中，根据本发明的方法可进一步改进，例如通过切换元件，其穿过接触触头的第一层，且连接至切换触头的所述至少一个附加层。为此目的，可将至少一个开口模制到第一层或形成第一层的第一弹簧元件中，和将至少一个突出部或焊接肋模制到接触元件上，该焊接肋通过开口且与附加层或附加的弹簧元件接触。为此目的，有利的是，突出部的高度或焊接肋大于第一层或第一弹簧元件的厚度。突出部或焊接肋可因此穿过第一层或第一弹簧元件，且在焊接期间被熔化掉。至少一个附加突出部可模制到接触元件上，且可连接到第一层或第一弹簧元件。在焊接之前，焊料层可施加到接触元件和/或弹簧元件，以便按目标方式产生接触元件和接触弹簧的钎焊。

附图说明

下文中，本发明将利用作为例子的可行实施例并参考附图被详细描述。在这些实施例中示出的特征的组合仅用作图示说明。如果相应特征的优势并不是特定应用的结果，则各个特征可也根据它们的上述优势省略。

为了简便，在实施例的描述中，相同特征和元件被提供相同的附图标记。具有相同或至少相似的功能的特征和元件通常具有相同的附图标记或标记字母，其被设置有一个或多个撇号，以便识别附加实施例或变体。

附图如下示出：

图1是根据本发明的切换触头的示意透视图；

图2是图1所示的接触触头的第一弹簧元件的或第一层的示意透视图；

图3是图1所示的接触触头的附加弹簧元件的或附加层的示意透视图；

图4是如图1所示的切换触头的示意侧视图；

图5是如图1所示的切换触头的示意顶视图；

图6是如图1所示的切换触头沿图4的截线A-A的示意截面图；和

图7是如图1所示的切换触头沿图5的截线B-B的示意截面图。

具体实施方式

图1在示意透视图中示出根据本发明的切换触头1。切换触头1沿纵向方向X从一个紧固端部2延伸到一紧固端部3，且包括两个切换单元1a、1b，它们分别形成或具有切换触头1的紧固部分4、弹簧部分5、接触部分6和促动部分7。切换单元1a、1b设置为沿横向方向Y彼此靠近且通过桥8彼此连接，该横向方向垂直于纵向方向X。切换触头1具有第一层9、和第二或附加层10，它们沿高度方向Z一个设置在另一个上，且分别通过第一弹簧元件11和第二或附加弹簧元件12形成，高度方向垂直于纵向方向X延伸且垂直于横向方向Y。切换触头1的纵向轴线L或中央轴线M平行于纵向方向X延伸。纵向方向X、横向方向Y和高度方向Z一起形成笛卡尔坐标系。

为每个切换单元1a、1b设置各自的布置在接触部分6中的接触元件13，通过其切换表面13a沿平行于高度方向Z的切换方向S指向，且通过其装配侧13b位于第一弹簧元件11的或第一层9的上侧11a上。为了紧固到切换触头1或其相应的切换单元1a、1b上，突出部14和附加突出部15被模制到接触元件13上，且这将在本说明书中以下进一步详细讨论。突出部14延伸穿过开口16，该开口模制到第一层9或第一弹簧元件11中，至第二、附加层10或第二、附加弹簧元件12，且这将在本说明书中以下进一步详细讨论。通过以焊缝形式形成在突出部14和15上的第一焊接部17或通过焊缝形式的第二、附加焊接部18，接触元件13通过材料结合而连接到第二、附加层10或到第二、附加弹簧元件12和到第一层9或到第一弹簧元件11，且这将在本说明书中以下进一步详细讨论。

此外，紧固开口19被模制到紧固部分4中，所述紧固开口具有沿高度方向Z穿过层9和10或弹簧元件11和12延伸的通孔的形式。第一弹簧元件11分别设置有布置在弹簧部分5中的弯折部14，以便增强沿与切换方向S相对的反切换方向S作用的反弹性或重置力F_s。在促动区域7中，每个切换单元1a、1b具有弯折边缘形式的增强结构20，其模制到第二或附加弹簧元件上，且沿与高度方向Z相对的方向或沿反切换方向S’指向。增强结构20有助于支撑自由端部21，所述自由端部形成在第一弹簧元件11上且在第二弹簧元件12上沿纵向方向X、沿反切换方向S’突出。因此，自由端部21可通过从接触部分6至促动部分3(即，在促动部分7中)接合在该自由端部上的促动装置(未示出)沿切换方向S从位于其下面的附加或第二弹簧元件12弯折开，以便在切换设备(未示出)的闭合状态下，当接触元件3的切换表面13a抵靠反接触元件(未示出)的反切换表面搁置时，允许扳过头(overtroke)。

图2以示意透视图示出形成第一层9的第一弹簧元件11。在第一弹簧元件11的每个切换单元1a、1b中，开口16形成为从上侧11a延伸到下侧11b的矩形馈通部。开口16沿平行于纵向方向X测量的紧固部分6的长度I₆延伸。在本示例性实施例中，两个开口被设置用于每个切换单元1a、1b或弹簧元件11。

图3以示意透视图示出形成第二或附加层10的附加或第二弹簧元件12。在附加弹簧元件12的紧固部分6’中，没有特殊特征结构被设置用于接触元件13的紧固。与第一弹簧元件11的促动部分7相比，附加弹簧元件12的促动部分7’略微变短，从而第二弹簧元件12的促动端部3’沿纵向方向X在第一弹簧元件11的促动端部3之前结束。附加弹簧元件12的上侧12a在其紧固部分6’的区域中大体平坦。

图4在示意侧视图中示出切换触头1。第一弹簧元件11，且所以第一层9至少在接触元件13和第二或附加弹簧元件2之间的接触部分6中被保持，像三明治那样。通过紧固切换触头1，例如通过借助穿过紧固开口19的紧固元件(例如铆钉和/或螺钉)的压力配合和/或摩擦接合连接，第一弹簧元件11和第二或附加弹簧元件12可同样在紧固部分4中连接至彼此，抵靠彼此搁置。

图5在示意顶视图中示出切换触头1。切换触头或其切换单元1a、1b和桥8关于纵向轴线L径向对称地设置和构造。

图6示出切换触头1的沿图4所示的截线A-A、且因此沿平行于横向方向Y和高度方向Z且通过接触部分6延伸的截面的示意截面图。接触元件13通过其装配侧13b位于第一弹簧元件11的上侧11a上。第一弹簧元件11通过其下侧13b位于第二弹簧元件12的上侧12a上。模制到接触元件13的突出部14突伸过开口16、直到第二、附加层10或第二弹簧元件12，突出部14通过材料结合而连接至第二、附加层10或第二弹簧元件12，以便形成第一焊接部17。附加突出部15通过材料结合而连接到第一弹簧元件11或第一层9，第二或附加焊接部18被形成。接触元件13由此焊接到第一层9或第一弹簧元件11以及第二、附加层10或第二、附加弹簧元件12二者。

图7示出切换触头1的沿图5所示的截线B-B、且因此沿平行于纵向方向X和高度方向Z且通过第二或附加焊接部18延伸的截面的示意截面图。第二或附加焊接部18可由接触元件13的附加突出部15形成，附加突出部15在被焊接到第一弹簧元件11或第一层9的上侧11a熔化掉，使得接触元件13通过其装配侧13b平着位于上侧11a。如果附加突出部15没有完全熔化掉，其可至少有助于第一层9或第一弹簧元件11在接触元件13和第二层10或第二弹簧元件12之间的紧紧的夹持。

层9、10或弹簧元件11、12可例如具有平行于高度方向Z测量的大约十分之一毫米的厚度。突出部14可具有同样平行于高度Z测量的例如直至十分之四毫米的高度h₁₄，以便在第一弹簧元件11的下侧11b上穿过开口16超过例如百分之六至十毫米(同样平行于高度方向Z测量)。附加突出部15可具有同样平行于高度方向Z测量的百分之四至八毫米的高度h₁₅(例如是在焊接之前)，以便位于第一弹簧元件11或第一层9的上侧11a上且理想地在焊接期间熔化掉。

在本发明背后思考的框架内，偏离上述实施例是可行的。切换触头1可具有任意数量的切换单元1a、1b，其根据相应的需求构造有紧固端部2、促动端部3、紧固部分4、弹簧部分5、接触部分6和促动部分7，它们根据相应的需求模制且可彼此连接，例如通过桥8形式的连接元件。根据相应的需求，第一和第二层9、10可至少按部分由弹簧元件11、12被形成，所述弹簧元件可设置有任意数量和形状的开口16，以便与接触元件16的相应可模制突出部14、15协作。接触元件13的切换表面13a和装配侧13b可根据相应的需求构造，以便与反接触元件协作或形成焊接部17、18。此外，紧固开口19和增强结构20可以根据各自的需求以任何数量和形式设置。

附图标记列表

1 切换触头

1a、1b 切换单元

2、2’ 紧固端部

3 促动端部

3’ 促动端部——第二/附加弹簧元件

4 紧固部分

4’ 紧固部分——第二/附加弹簧元件

5 弹簧部分

5’ 弹簧部分——第二/附加弹簧元件

6 接触部分

6’ 接触部分——第二/附加弹簧元件

7 促动部分

7’ 促动部分——第二/附加弹簧元件

8 桥

9 第一层

10 第二/附加层

11 第一弹簧元件

11a 第一弹簧元件的上侧

11b 第一弹簧元件的下侧

12’ 第二/附加弹簧元件

12a 第二/附加弹簧元件的上侧

12b 第二/附加弹簧元件的下侧

13 接触元件

13a 切换表面

13b 装配侧

14 突出部/焊接肋

15 附加突出部/焊接肋

16 开口/槽

17 第一焊接部/焊缝

18 第二/附加焊接部/焊缝

19 紧固开口

20 增强结构

h₁₄ 高度——突出部

h₁₅ 高度——附加突出部

I₆ 紧固部分的长度

L 纵向轴线

M 中央轴线

S 切换方向

S’ 反切换方向

X 纵向方向

Y 横向方向

Z 高度方向

Claims (7)

1.一种用于接触器和继电器的切换触头(1)，其包括弹簧元件(11、12)和通过材料结合而连接至该弹簧元件(11、12)的接触元件(13)，其特征在于，切换触头(1)包括至少两层(9、10)，接触元件(13)抵靠第一层(9)搁置，且通过材料结合而连接至至少一个附加层(10)，其中

穿过第一层(9)的接触元件(13)连接至附加层(10)，并且接触元件(13)焊接到第一层(9)，并且

所述接触元件(13)包括穿过第一层(9)中的开口(16)、但不延伸穿过至少一个附加层(10)的突出部(14)，以及包括至少一个附加突出部(15)。

2.如权利要求1所述的切换触头(1)，其特征在于，所述突出部(14)和所述至少一个附加突出部(15)模制到所述接触元件(13)上。

3.如权利要求2所述的切换触头(1)，其特征在于，突出部(14、15)形成为肋，且开口(16)形成为槽。

4.如权利要求1所述的切换触头(1)，其特征在于，模制到接触元件(13)上的至少一个附加突出部(15)焊接到第一层(9)。

5.如权利要求1至4中的任意一项所述的切换触头(1)，其特征在于，接触元件(13)沿至少一个焊缝(17、18)焊接到弹簧元件(11、12)，所述焊缝大体平行于弹簧元件(11、12)的纵向轴线(L)延伸。

6.一种制造切换触头(1)的方法，所述切换触头(1)由弹簧元件(11、12)和接触元件(13)构成，弹簧元件(11、12)和接触元件(13)通过材料结合而连接至彼此，其特征在于，抵靠第一层(9)搁置的接触元件(13)通过材料结合而连接至至少一个附加层(10)，其中

穿过切换触头(1)的第一层(9)的接触元件(13)连接至切换触头(1)的所述至少一个附加层(10)，并且接触元件(13)焊接到第一层(9)，所述接触元件(13)包括穿过第一层(9)中的开口(16)、但不延伸穿过至少一个附加层(10)的突出部(14)，以及包括至少一个附加突出部。

7.如权利要求6所述的制造切换触头(1)的方法，其特征在于，所述切换触头(1)用在接触器和继电器中。